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O endotélio é a camada fina de tecido epitelial que reveste a parede interna de todos os vasos sanguíneos, desde o coração até os capilares, assim como dos vasos linfáticos. O tecido endotelial, que antes era apenas considerado uma simples barreira biológica, atualmente é reconhecido por desempenhar múltiplas funções, como a troca capilar, secreção de substâncias e regulação da pressão arterial. Por sua complexidade, alguns biólogos consideram o endotélio um sistema fisiológico separado
Classificação
Origem embrionária As células epiteliais que formam o endotélio têm origem embrionária mesodérmica e também ectodérmica, especificamente do neuroectoderma. Vasos pequenos constituídos de endotélio e lâmina basal dão origem aos vasos sanguíneos e linfáticos, com a adição mais tarde de tecido conectivo e músculo liso por influência de sinais das próprias células endoteliais. As células endoteliais são originadas em locais específicos no embrião inicial a partir de células precursoras que também dão origem a células do sangue. A partir desses locais, as células endoteliais embrionárias iniciais migram, proliferam e se diferenciam para formar os primeiros rudimentos de vasos sanguíneos. O crescimento e a ramificação subsequente dos vasos por todo o corpo ocorrem, principalmente, por proliferação e movimento das células endoteliais desses primeiros vasos, em um processo chamado de angiogênese.
No fim da segunda semana, a nutrição do embrião é obtida do sangue materno, por difusão através do celoma extra-embrionário e do saco vitelino. No início da terceira semana, iniciam-se a vasculogênese e a angiogênese, ou formação de vasos sangüíneos, no mesoderma extra-embrionário do saco vitelino, do pedículo do embrião e do córion. Os vasos sangüíneos do embrião começam a se desenvolver cerca de dois dias mais tarde. A formação inicial do sistema cardiovascular está correlacionada com a necessidade urgente dos vasos sangüíneos de trazer oxigênio e nutrientes para o embrião a partir da circulação materna, através da placenta.
Durante a terceira semana, desenvolve-se o primórdio de uma circulação uteroplacentária. A formação do sistema vascular do embrião envolve dois processos: a vasculogênese e a angiogênese. A vasculogênese é a formação de novos canais vasculares pela reunião de precursores celulares individuais chamados angioblastos. A angiogênese é a formação de novos vasos pela ramificação de vasos preexistentes. A formação dos vasos sangüíneos (vasculogênese) no embrião e nas membranas extra-embrionárias durante a terceira semana pode ser resumida da seguinte maneira: células mesenquimais (derivadas do mesoderma) se diferenciam em precursoras de células endoteliais — os angioblastos (células formadoras de vasos), que se agregam e formam grupos de células angiogênicas — as ilhotas sangüíneas, que são associadas ao saco vitelino ou cordões endoteliais do embrião; dentro das ilhotas, fendas intercelulares confluem, formando pequenas cavidades; os angioblastos se achatam, tornando-se células endoteliais, que se dispõem em torno das cavidades e formam o endotélio. essas cavidades revestidas por endotélio logo se fundem para formar redes de canais endoteliais (vasculogênese); vasos avançam para áreas adjacentes por brotamento endotelial e se fundem com outros vasos.
As células sangüíneas desenvolvem-se a partir de células endoteliais dos vasos à medida que eles se desenvolvem nas paredes do saco vitelino e do alantóide, no fim da terceira semana. A formação do sangue (hematogênese) só começa na quinta semana. Ela ocorre primeiro em várias partes do mesênquima do embrião, principalmente no fígado, e, mais tarde, no baço, na medula óssea e nos linfonodos. Os eritrócitos fetais e adultos derivam de diferentes células progenitoras hematopoiéticas (hemangioblastos). As células mesenquimais que circundam os vasos sangüíneos endoteliais primitivos diferenciam-se nos elementos musculares e conjuntivos dos vasos.
Histologia O endotélio é um epitélio de revestimento simples pavimentoso, que está presente no revestimento de vasos sanguíneos e do coração. O tecido endotelial forma uma barreira semipermeável interposta entre o plasma sanguíneo e o fluido intersticial, sendo diferenciado para mediar e monitorar as trocas bidirecionais de pequenas moléculas e restringir o transporte de macromoléculas.
O endotélio não é apenas uma barreira entre o plasma sanguíneo e os constituintes da parede muscular, mas é também um órgão endócrino, parácrino e autócrino metabolicamente ativo com capacidade de liberar substâncias que influenciam a musculatura local, além de apresentar respostas na inflamação e coagulação.
Citologia Historicamente, a célula endotelial foi um dos primeiros tipos de células a ser cultivada. Em 1921, Lewis cultivou células endoteliais extraídas de tecidos e observou a sua capacidade de formar vasos.
As células endoteliais tem como precursor o hamangioblasto, células que formam agregados celulares, chamados de ilhotas sanguíneas, e que na periferia se diferenciam em células endoteliais, enquanto que no centro essas células se diferenciarão em células hematopoiéticas.
As células endoteliais são geralmente achatas e dispostas em uma única camada. Elas apresentam-se justapostas, com pouca substância extracelular e com eixo orientado em direção do fluxo sanguíneo. Possuem o núcleo saliente e central, e se encontram em locais do corpo em que não é necessária muita resistência mecânica.
Entre as células endoteliais e o tecido conjuntivo encontra-se a lâmina basal, que reveste o endotélio e tem entre suas funções a regulação da proliferação e diferenciação celular.
O núcleo da célula endotelial, usualmente se projeta para dentro da luz capilar, em direção ao fluxo sanguíneo, seu citoplasma tem poucas organelas, sendo estas representadas por um pequeno aparelho de Golgi, mitocôndrias e polirribossomos livres e algumas cisternas de retículo endoplasmático rugoso. Porém, as células endoteliais são heterogêneas e podem variar em função, fenótipo, composição antigênica, propriedades metabólicas, e em suas respostas aos fatores de crescimento.
As células endoteliais que revestem os microvasos são achatadas e alongadas, enquanto que o revestimento em grandes vasos é longitudinal, podendo ambos os tipos de células também ser encontradas ao mesmo tempo. Endotélio contínuo é uma característica dos vasos do cérebro, retina e capilares musculares, enquanto endotélio fenestrado é encontrado na glândula endócrina e no rim. As células endoteliais das artérias são mais espessas do que as dos capilares e veias.
O endotélio é um revestimento que permite a passagem de moléculas, e sua membrana é especializada para permitir uma efetiva capacidade de comunicação entre as células endoteliais e as células da parede vascular.
O endotélio tem uma estrutura simples, mas sua funcionalidade é bem ampla, sendo responsável por processos como homeostase, angiogênese, regulação da pressão arterial e inflamação.
Fisiologia
Função Secretora O endotélio sintetiza e secreta diversas substâncias vasodilatadoras e vasoconstritoras. Acerca dessas moléculas, estão em destaque os papéis do óxido nítrico e da endotelina.
O óxido nítrico (NO) é o mais importante vasodilatador secretado pelas células endoteliais. Ele é um gás liberado por células endoteliais saudáveis, em resposta a estímulos, com duração de ação fora da célula endotelial de 6 segundos, agindo como um sinalizador parácrino, isto é, com efeito nos tecidos locais onde é liberado. A síntese do óxido nítrico ocorre pela ação das enzimas óxido nítrico-sintetases do endotélio, que geram NO a partir de arginina e oxigênio ou pela redução de nitratos. O NO atua nas células da musculatura lisa vascular ativando guanilato-ciclases que convertem GTPc em GMPc, o aumento da concentração de GMPc ativa proteinocinases com ações intensas que causam dilatação dos vasos sanguíneos. O estímulo de secreção do NO é o próprio fluxo sanguíneo pelas artérias e arteríolas, que provoca estresse por cisalhamento das células endoteliais, devido à viscosidade do sangue contra as paredes vasculares. Esse cisalhamento distorce as células endoteliais na direção do fluxo, promovendo a liberação de óxido nítrico que dilata principalmente artérias e arteríolas.
A ereção depende do óxido nítrico derivado do endotélio. Ela ocorre quando neurotransmissores liberados pelos nervos pélvicos aumentam a produção endotelial de NO, o qual aumenta o GMPc e resulta na vasodilatação das arteríolas do pênis. A disfunção endotelial, que ocorre no diabetes e na aterosclerose, torna a disfunção erétil uma manifestação precoce das alterações vasculares. Fármacos para tratar a disfunção erétil, como o sildenafil, prolongam os efeitos do óxido nítrico, bloqueando a fosfodiesterase 5 (PDE-5), a enzima que degrada o GMPc.
Os tecidos autorregulam o fluxo sanguíneo em resposta às próprias necessidades. Aumentos da resistência vascular causados, por exemplo, pela ação de vasoconstritores, de metabólitos locais e até da pressão arterial, são contrapostos, localmente, pela secreção de óxido nítrico, que aumenta o fluxo sanguíneo nas arteríolas, ao diminuir a resistência vascular pelo relaxamento da musculatura lisa onde ele é liberado. Tais mecanismos de vasodilatação, e até mesmo os de vasoconstrição, mediados pelo endotélio, fazem parte dos diversos fatores que regulam o fluxo sanguíneo nos tecidos. Esse controle do fluxo sanguíneo tecidual afeta o retorno venoso, e, consequentemente, determina o débito cardíaco, que é a soma de todos os fatores orgânicos que controlam o fluxo sanguíneo local.
Células endoteliais também liberam vasoconstritores. O mais importante deles é a endotelina. O estímulo para a secreção de endotelina é o dano ao endotélio. Após dano grave ao vaso, a liberação de endotelina promove vasoconstrição auxiliando na prevenção de hemorragia de artérias pequenas rompidas por lesão ou esmagamento. As células endoteliais são danificadas pela hipertensão, o que compromete a síntese de óxido nítrico e isso pode contribuir para a piora da hipertensão e do dano endotelial que podem causar lesão e dano vascular em tecidos como os rins, coração e cérebro. Ademais, a endotelina gera vasoconstrição nos rins e diminuição da filtração glomerular; ao contrário, o óxido nítrico diminui a resistência vascular renal, permitindo que os rins excretem quantidades normais de sódio e água. Em indivíduos hipertensos ou com aterosclerose, o dano ao endotélio vascular e a produção prejudicada de óxido nítrico podem contribuir para o aumento da vasoconstrição renal e para a elevação da pressão sanguínea
Além da produção de fatores de relaxamento e de constrição vasculares, células endoteliais da medula secretam citocinas envolvidas na hematopoiese, os chamados fatores estimuladores de colônia (CSFs). Os CSFs induzem a mitose e a maturação das células-tronco para formar células sanguíneas.
ECA e Endotélio A enzima conversora de angiotensina (ECA) está presente na membrana das células endoteliais de todos os vasos sanguíneos. Ela converte a angiotensina I à angiotensina II, um potente vasoconstritor, componente do sistema renina-angiotensina (SRA), uma via que atua na manutenção da pressão arterial.
Troca capilar Os capilares são vasos compostos por uma única camada de células endoteliais sustentadas por uma lâmina basal. A função dos capilares é a troca de líquidos, nutrientes, eletrólitos, hormônios e outras substâncias entre o sangue e o líquido intersticial. Para exercer essa função, as paredes capilares são finas e têm numerosos poros capilares minúsculos permeáveis à água e outras pequenas substâncias moleculares.